吃了一袋咸薯片后，你可能会感到口渴。在长时间的运动后，你也可能会感到口渴。然而，这两种渴是不一样的。
在第一个例子中，你可能会伸手去拿水。这是因为在吃了薯片之后，你血液中的盐和矿物质的浓度会升高，从而导致一种叫做渗透性口渴的状态。另一方面，运动后，你可能会喝一些佳得乐(Gatorade)或其他液体，它们既能补充水分，又能补充对身体功能很重要的电解质和矿物质。这种口渴，被称为低血容量性口渴，发生在你的血液容量由于出汗而减少的时候。
现在，加州理工学院的研究人员在老鼠大脑中发现了一种独特的神经元群，它们分别驱动渗透性口渴和低血容量性口渴。该研究开发了一种高通量和稳健的技术，用于绘制被特定行为或刺激激活的神经元。
这项研究是在生物学教授、陈学者Yuki Oka的实验室进行的，研究结果发表在10月14日的《自然》杂志上。
在哺乳动物的饮酒行为中，有两个重要的脑区，即穹下器官(SFO)和端血管膜器官(OVLT)。Oka实验室之前证明，这些区域中的每一个都包含两类一般类型的神经元:一些会诱发饮酒行为，另一些则会抑制饮酒行为。
由生物学和生物工程博士后学者alan – hermann Pool领导的研究小组，旨在研究这些区域内不同类型的神经元。根据神经元表达的基因序列，神经元可以被认为是不同的类型。利用一种叫做单细胞RNA-seq的技术，Pool和他的同事测量了小鼠SFO和OVLT中所有神经元的基因表达。他们发现，每个大脑结构实际上包含至少八种不同类型的神经元。这种细胞的多样性比原先设想的要高得多。
接下来，研究小组通过开发一种名为“刺激-细胞-类型映射”的快速可扩展技术来检测不同细胞类型的功能。这个重要的工具使研究小组能够通过绘制与神经激活相关的分子标记来确定哪些细胞参与了特定的行为状态。通过这种方式，研究小组发现在SFO和OVLT中有两种独特的神经元类型，它们分别被渗透性饥渴和低血容量性饥渴激活。
"说:“刺激到细胞类型的映射方法对于快速识别任何行为、动机状态或药物作用的因果神经元特别有用。”过去要花几年时间做的事情，现在只需要两个星期
然后对老鼠进行基因改造，这样研究小组就可以通过一种叫做光遗传学的技术，用光脉冲激活对渗透压和低血容量敏感的神经元。研究人员表明，对渗透压敏感的神经元的激活促使老鼠喝纯水，而不喝盐水。相反，当低血酸敏感神经元被激活时，老鼠表现出对富含矿物质的液体的食欲。
"我们的结果表明口渴是一种由不同刺激引起的多模式的感觉。这是一个令人兴奋的发现，因为它说明了我们的大脑是如何使用一种非常相似的策略来感知内部状态的，就像周围的感觉系统，如味觉和嗅觉，"说。
Pool指出，他们的团队由几位国际学者组成。来自爱沙尼亚的Pool说:“如果没有美国大学尤其是加州理工学院所支持的开放和欢迎的环境，这项工作是不可能实现的。”
这篇论文的题目是"不同口渴模式的细胞基础。池是这项研究的第一作者。除了Pool和Oka，加州理工学院的其他合著者还有研究生王彤彤和前研究生李尚君(PhD '20)。其他的合著者是加州大学伯克利分校的David Stafford (BS '04)、Rebecca Chance和John Ngai (BS '82, MS '84, PhD '89)。资金由总统、加州理工学院教长、加州理工学院生物与生物工程部门、Searle学者项目、马林克罗特基金会、麦克奈特基金会、克林根斯坦-西蒙斯基金会、纽约干细胞基金会和美国国立卫生研究院提供。这项工作利用了加州理工学院贝克曼研究所的单细胞分析中心。Oka是加州理工学院天桥和Chrissy Chen神经科学研究所的附属教员。
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